一种无砟轨道修复方法与流程

本发明属于轨道交通维护，具体涉及一种无砟轨道修复方法。

背景技术：

1、无砟轨道结构因具有变形小、可靠度高、承载能力强、日常维修量少以及使用寿命长等特点成为我国高速铁路主要采用的无砟轨道结构。我国无砟轨道线路长、分布跨度大，由于地质环境复杂、地下水抽取、不当堆载、填料不合格等原因，部分地段无砟轨道会发生沉降、上拱和偏移，严重时影响无砟轨道线路平顺性，甚至危及铁路行车安全。

2、高铁无砟轨道上安装了可用于调节轨道变形的弹性扣件，当轨道发生竖向或平面线形变化时，可通过调整扣件使轨道顶面恢复设计高程和平面，但其高程最大调整量仅为-4～+26mm，平面最大调整量仅为-8～+8mm。当轨道竖向或横向变形超过上述值时，单纯依靠扣件的调节来恢复轨道线形便无能为力。

3、现有无砟轨道路基上拱病害的整治首先破除上拱区段封闭层的混凝土，然后向下开挖作业槽，随后掏挖支承层下的基床填料，掏挖后使用可调支撑装置进行支撑，掏挖完成后，通过减小可调支撑装置的高度或行程，降低无砟轨道标高，然后采用简易支撑替换可调支撑装置，最后灌注填充材料，夯填作业槽，对封闭层进行修复。该方法能使无砟轨道高程恢复到原设计标高，恢复线路的平顺性，但是通过减小可调支撑的行程或高度，降低无砟轨道的标高到预定位置，操作困难、效率低，存在较大安全隐患，而且精度低，解决问题单一。或采用绳锯切割整治无砟轨道上拱，但是绳锯仅能在混凝土中进行切割，不适用于级配碎石等散体结构，只能解决隧道中无砟轨道基床质量引起的无砟轨道沉降和偏移的问题，且不能从根本上解决上拱因素。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决高速铁路、普速铁路或城市轨道交通的无砟轨道沉降、上拱和偏移引起的线路不平顺问题。

2、为此，本发明提供了一种无砟轨道修复方法，包括以下步骤：

3、(1)切割凿除待整治范围内轨道两侧封闭层；

4、(2)将待整治范围分割成多个单元并依次编号，将间隔相同数量(1～4个)的单元归为一组，进而将待整治范围所有单元分为若干个组；采用跳仓法分批次完成各组的作业槽开挖及基床开挖换填；每组内按编号顺序依次完成各单元的作业槽开挖及基床的开挖换填；

5、(3)开挖后行车期间采用动态位移监测系统及全自动全站仪监测系统进行监测；

6、(4)所有单元分批次开挖换填后，利用同步顶升系统对轨道进行同步抬升或落道施工；

7、(5)抬升或落道施工完成后，在无砟轨道侧面对轨道水平向施加推力进行纠偏；

8、(6)纠偏完成后，确认轨道几何状态满足要求，填充基床和作业槽，恢复封闭层。

9、具体的，上述步骤(2)中每个单元的基床开挖后，对应钢轨在无砟轨道下安装竖向支撑结构，将无砟轨道下开挖区域回填至距无砟轨道下表面预设位置，在回填料与无砟轨道之间安装临时支撑装置，即完成基床开挖换填。

10、具体的，上述步骤(2)中开挖完成后竖向支撑结构包括钢支架和设置在所述钢支架顶部的高度调节装置；钢支架安装在开挖区域内，高度调节装置支撑无砟轨道。

11、具体的，上述步骤(2)中回填后临时支撑包括由下至上依次铺设的混凝土支撑块、千斤顶、钢板和弹性垫板。

12、具体的，上述步骤(4)中采用单线整体落道方式进行落道施工，在轨道底座下方安装顶升装置对轨道进行同步抬升，根据抬升和落道量调整临时支撑装置的高度，使轨道高程达到设计值，最后同步泄压将轨道落下，使轨道高程达到设计值，完成落道，拆除顶升装置。

13、具体的，上述步骤(4)中顶升速度小于2mm/min，相邻顶升点顶升高差小于1mm/m，轨道结构拉应力小于1.27mpa，整段施工线形变化弦长小于4mm/10m。

14、具体的，上述步骤(5)具体为：在轨道两侧对称设置顶推装置，对无砟轨道施加水平向力，对轨道结构进行纠偏。

15、具体的，上述步骤(5)中顶推速度小于2mm/min，相邻顶推点顶推位移小于1mm/m，轨道结构拉应力小于1.27mpa，整段施工线形变化弦长小于2mm/10m。

16、具体的，上述步骤(4)中单次落道量不大于10mm；所述步骤(5)中单次最大纠偏量不大于5mm。

17、具体的，上述步骤(6)中还包括采用硅酮嵌缝材料对整段路基上的无砟轨道伸缩缝进行嵌缝修复和对完成后的封闭层伸缩缝进行嵌缝封闭。

18、与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

19、本发明提供的这种无砟轨道修复方法基于基床换填，同步实现了无砟轨道的抬升、落道及纠偏。通过将待整治范围均分成多个单元，分批次跳仓开挖基床两侧的作业槽和相应范围内的基床，分批次进行支撑和回填，待全部单元完成后进行统一落道、抬升和纠偏，并对轨道下空隙进行灌浆填充。由于施工过程中相邻单元不连续开挖，开挖时至少有一侧暂未开挖或已回填至预设距离处，具有可靠支撑，单元之间干扰小、轨道板悬空跨度合理、轨道结构变形开裂可能性小，单元开挖基床开挖完成后安装竖向支撑，回填后在达到设计强度的基床部分上安装临时支撑，整个过程中确保轨道板处于可靠支撑状态，减小了轨道变形的可能性，提高了铁路运营的安全性。该方法不受无砟轨道结构以及作业空间限制，操作容易、精度高、可控性好、效率高，适用性广、不影响铁路运营、安全性高、能够快速有效解决由于基床填充料不合格或者填充工艺不合格等原因引起的无砟轨道沉降、上拱和偏移等多种问题。整个施工过程中可采用智能监测设备实时监控、使整个施工过程的反馈机制更加高效可靠。

20、以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

技术特征：

1.一种无砟轨道修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的无砟轨道修复方法，其特征在于：所述步骤(2)中每个单元的基床开挖后，对应钢轨在无砟轨道下安装竖向支撑结构，将无砟轨道下开挖区域回填至距无砟轨道下表面预设位置，并在回填料与无砟轨道之间安装临时支撑装置，即完成基床开挖换填。

3.如权利要求2所述的无砟轨道修复方法，其特征在于：所述步骤(2)中开挖完成后竖向支撑结构包括钢支架和设置在所述钢支架顶部的高度调节装置；钢支架安装在开挖区域内，高度调节装置支撑无砟轨道。

4.如权利要求2所述的无砟轨道修复方法，其特征在于：所述步骤(2)中回填后临时支撑装置包括由下至上依次铺设的混凝土支撑块、千斤顶、钢板和弹性垫板。

5.如权利要求1所述的无砟轨道修复方法，其特征在于：所述步骤(4)中采用单线整体落道方式进行落道施工，在无砟轨道下方安装顶升装置对轨道进行同步抬升，根据抬升和落道量调整临时支撑装置的高度，最后同步泄压将轨道落下，使轨道高程达到设计值，完成落道，拆除顶升装置。

6.如权利要求5所述的无砟轨道修复方法，其特征在于：所述步骤(4)中顶升速度小于2mm/min，相邻顶升点顶升高差小于1mm/m，轨道结构拉应力小于1.27mpa，整段施工线形变化弦长小于4mm/10m。

7.如权利要求1所述的无砟轨道修复方法，其特征在于，所述步骤(5)具体为：在轨道两侧对称设置顶推装置，对无砟轨道施加水平力，对轨道结构进行纠偏。

8.如权利要求7所述的无砟轨道修复方法，其特征在于，所述步骤(5)中顶推速度小于2mm/min，相邻顶推点顶推位移小于1mm/m，轨道结构拉应力小于1.27mpa，整段施工线形变化弦长小于2mm/10m。

9.如权利要求1所述的无砟轨道修复方法，其特征在于，所述步骤(4)中单次落道量不大于10mm；所述步骤(5)中单次最大纠偏量不大于5mm。

10.如权利要求1所述的无砟轨道修复方法，其特征在于，所述步骤(6)中还包括采用硅酮嵌缝材料对整段路基上的无砟轨道伸缩缝进行嵌缝修复和对完成后的封闭层伸缩缝进行嵌缝封闭。

技术总结
本发明属于轨道交通维护技术领域，提供了一种无砟轨道修复方法，同步实现了无砟轨道的抬升、落道及纠偏。通过将待整治范围均分成多个单元，分批次跳仓开挖作业槽和基床，分批次进行支撑和回填，待全部单元完成后统一落道、抬升和纠偏，并对轨道下空隙进行灌浆填充。施工时相邻单元不连续开挖，单元间干扰小，轨道悬空跨度合理，变形开裂可能性小，开挖回填整个过程中轨道处于可靠支撑状态，减小了轨道变形的可能性。该方法不受无砟轨道结构以及作业空间限制，操作简便、可控性好，施工精度、效率高，适用性广，不影响铁路运营、安全，能够快速有效解决由于基床填充料不合格或者填充工艺不合格等原因引起的无砟轨道沉降、上拱和偏移等多种问题。

技术研发人员：陈占,何新辉,俞添,孙红林,赵海粟,刘成,刘立业,赵勇,崔国庆,彭志鹏,孟长江,谷志明,倪国章,朱江江,陈侃,赵世煜,吴响响
受保护的技术使用者：中铁第四勘察设计院集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17